JP2012228887A - Die set - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スタンパを押し付けて熱可塑性の板の表面に微細な形状のパターンを転写するための熱プレス成形装置、及び同装置用の金型システムに関する。 The present invention relates to a hot press molding apparatus for transferring a fine pattern onto the surface of a thermoplastic plate by pressing a stamper, and a mold system for the apparatus.
この種の熱プレス成形装置は、例えば、液晶ディスプレイのバックライト用の導光板や拡散板、並びにレンズや光ディスク基板のように、微細な形状パターンを表面に有する光学部品や高意匠性のパネルを成形するために利用される。この種の熱プレス成形のための金型の構造が、例えば特許文献1に開示されている。この開示によれば、加熱冷却手段を有する加熱冷却板の上に板状のスタンパが取付けられ、加熱冷却板によってスタンパが加熱冷却され、そして、加熱冷却板を介してスタンパが熱可塑性樹脂板の表面に押付けられる。
This type of hot press molding equipment is used for optical parts and high-design panels having fine shape patterns on the surface, such as light guide plates and diffusion plates for backlights of liquid crystal displays, lenses and optical disk substrates, for example. Used for molding. A structure of a mold for this type of hot press molding is disclosed in
この種の熱プレス成形により転写される形状パターンの凹凸の高さは、典型的に数μmから数十μmである。一方、被加工材である熱可塑性樹脂板の厚さは±0.1mm程度のバラツキを持っている。さらに、スタンパを取付ける金型の寸法やスタンパ自身の厚みや平面度にも0.01〜0.05mm程度のバラツキがある。 The height of the unevenness of the shape pattern transferred by this type of hot press molding is typically several μm to several tens of μm. On the other hand, the thickness of the thermoplastic resin plate, which is a workpiece, has a variation of about ± 0.1 mm. Furthermore, there is a variation of about 0.01 to 0.05 mm in the dimensions of the mold for mounting the stamper, the thickness and flatness of the stamper itself.
また、特許文献1に開示された熱プレス成形では、スタンパを加熱冷却板で加熱した状態で被加工材の表面に押付け、そして、加熱冷却板でスタンパを冷却した後に、被加工材へのスタンパの押付けを終了させる。そのため、加熱冷却板には、加熱冷却時に熱ひずみによる反りが発生する。
Further, in the hot press molding disclosed in
これらの事象が原因となって、成形時においてスタンパと被加工材の接触面上の圧力分布が不均一になり、スタンパの一部分が被加工材に所要圧力で押付けられないという事態が発生する。結果として、被加工材の表面に部分的に、パターンが完全に転写されない欠陥(未転写)が生じる。 Due to these events, the pressure distribution on the contact surface between the stamper and the workpiece becomes non-uniform at the time of molding, and a part of the stamper cannot be pressed against the workpiece with the required pressure. As a result, a defect (untransferred) in which the pattern is not completely transferred partially occurs on the surface of the workpiece.
また、被加工材の厚さが極めて薄い薄板材のとき(例えば、1mm以下)、スタンパと被加工材の接触面上の圧力分布に差が生じると、被加工材の板厚方向の圧縮変形量に差が生じるとともに、被加工材の面方向の伸び変形量にも部分的な差が生じることがある。その結果、被加工材に反りやうねりが発生しやすい。 In addition, when the work piece is a thin sheet material (for example, 1 mm or less), if there is a difference in the pressure distribution on the contact surface between the stamper and the work piece, the deformation of the work piece in the thickness direction A difference may occur in the amount, and a partial difference may also occur in the amount of elongation deformation in the surface direction of the workpiece. As a result, the workpiece is likely to warp or swell.
これらの問題を解決するために幾つかの対策が考えられる。例えば、転写に必要な加圧力以上の大きな加圧力を負荷する。或いは、スタンパの加熱温度を上げて、転写に必要な面圧を下げる。或いは、加熱したスタンパの被加工材への押付け時間を長くして、被加工材の軟化層を大きくして転写に必要な面圧を下げる。 Several measures can be considered to solve these problems. For example, a large pressing force greater than that required for transfer is applied. Alternatively, the heating temperature of the stamper is raised to lower the surface pressure necessary for transfer. Alternatively, the pressing time of the heated stamper to the workpiece is lengthened, the softened layer of the workpiece is enlarged, and the surface pressure required for transfer is lowered.
しかし、これらの対策は、設備コスト、ランニングコスト、生産時間の面で望ましくないばかりでなく、必要以上の温度や面圧を被加工材に負荷するため、成形時に材料側面の膨らみが大きくなり、成形終了後に膨らんだ材料側面の後加工が必要になる。特に、被加工材が薄板材であるときは、その反りやうねりを増加させることになる。 However, these measures are not only desirable in terms of equipment cost, running cost, and production time, but also load the workpiece with a temperature or surface pressure that is higher than necessary, so that the swelling of the material side surface during molding increases. It is necessary to perform post-processing on the side of the expanded material after completion of molding. In particular, when the workpiece is a thin plate material, its warpage and undulation are increased.
従って、本発明の目的は、熱可塑性板の表面に凹凸パターンを転写する熱プレス成形において、熱可塑性板とスタンパとの接触状態を均一化することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to make the contact state between the thermoplastic plate and the stamper uniform in hot press molding in which a concavo-convex pattern is transferred onto the surface of the thermoplastic plate.
本発明の一つの実施態様に従う、スタンパ(142)を押し付けて熱可塑性の板(200)の表面に形状パターンを転写するための熱プレス成形装置(100)は、ボルスタ(102)と、スライド(104)と、前記スライドを駆動する駆動装置(106)とを有するプレス装置と、前記スライド又はボルスタに搭載されるダイセット(112,114)であって、内部に弾性体の収容空間を有する枠体(120)と、前記枠体の内部に挿入され、前記収容空間の容積を可変するように前記枠体に対してスライドする底板(136,326)と、前記収容空間に収容され、前記収容空間の容積が縮小するように前記底板がスライドすると圧縮される弾性体(138,328)と、前記枠体に取り付けられ、前記収容空間に面する内面と前記スタンパを支持する外面とを有する可撓な天板(140)と、熱媒流体を用いて前記スタンパを加熱及び冷却する加熱冷却手段(136,330)と、を有するダイセット(112,114)とを備える。そして、前記収容空間の容積が縮小するように前記底板がスライドすると、前記可撓な天板は圧縮された前記弾性体の弾性力を内面に受けて外方へ変形する。 According to one embodiment of the present invention, a hot press molding apparatus (100) for transferring a shape pattern onto a surface of a thermoplastic plate (200) by pressing a stamper (142) includes a bolster (102), a slide ( 104) and a press device having a drive device (106) for driving the slide, and a die set (112, 114) mounted on the slide or bolster, and a frame having an accommodating space for an elastic body therein A body (120), a bottom plate (136, 326) that is inserted into the frame and slides relative to the frame so as to vary the volume of the housing space, and is housed in the housing space, the housing An elastic body (138, 328) that is compressed when the bottom plate slides so as to reduce the volume of the space, an inner surface that is attached to the frame and faces the housing space, and the A die set (112, 114) having a flexible top plate (140) having an outer surface supporting the tamper, and heating / cooling means (136, 330) for heating and cooling the stamper using a heat transfer fluid. With. When the bottom plate slides so as to reduce the volume of the accommodation space, the flexible top plate receives the elastic force of the compressed elastic body on the inner surface and deforms outward.
好適な実施形態では、前記弾性体は、ゴム部材または樹脂部材であり、前記ゴム部材または樹脂部材は、前記収容空間に隙間なく充填されていてもよい。さらに、前記ゴム部材または樹脂部材は、前記枠体の内面と接する領域の近傍である第1領域と、前記第1領域の内側の第2領域とを有し、前記第1領域に充填される第1ゴム部材または第1樹脂部材は、前記第2領域に充填される第2ゴム部材または第2樹脂部材より硬度が高くてもよい。 In a preferred embodiment, the elastic body is a rubber member or a resin member, and the rubber member or the resin member may be filled in the accommodation space without a gap. Furthermore, the rubber member or the resin member has a first region that is in the vicinity of a region in contact with the inner surface of the frame body, and a second region inside the first region, and is filled in the first region. The first rubber member or the first resin member may have a higher hardness than the second rubber member or the second resin member filled in the second region.
好適な実施形態では、前記加熱冷却手段は、前記底板内に形成されていて、前記底板内部を前記熱媒流体が通過するようになっていてもよい。 In a preferred embodiment, the heating and cooling means may be formed in the bottom plate, and the heat transfer fluid may pass through the inside of the bottom plate.
その場合、前記弾性体は、ゴム部材または樹脂部材であり、前記ゴム部材または樹脂部材は、前記収容空間に隙間なく充填されていてもよい。さらに、前記ゴム部材または樹脂部材は、前記枠体の内面と接する領域の近傍である第1領域と、前記第1領域の内側の第2領域とを有し、前記第2領域は熱伝導率を高めるための添加剤が混入されているゴム材料または樹脂材料で構成され、前記第1領域は前記添加剤が混入されていないか、または前記第2の領域よりも少量の前記添加剤が混入されているゴム材料または樹脂材料で構成されていてもよい。 In this case, the elastic body may be a rubber member or a resin member, and the rubber member or the resin member may be filled in the accommodation space without a gap. Furthermore, the rubber member or the resin member has a first region that is in the vicinity of a region in contact with the inner surface of the frame, and a second region inside the first region, and the second region has a thermal conductivity. It is composed of a rubber material or a resin material in which an additive for increasing the content is mixed, and the first region is not mixed with the additive, or a smaller amount of the additive is mixed in than the second region. It may be made of a rubber material or a resin material.
好適な実施形態では、前記加熱冷却手段は、前記弾性体の内部を通過する熱交換パイプであり、前記熱交換パイプの内部を前記熱媒流体が通過するようになっていてもよい。 In a preferred embodiment, the heating and cooling means may be a heat exchange pipe that passes through the inside of the elastic body, and the heat transfer fluid may pass through the inside of the heat exchange pipe.
その場合、前記弾性体は、ゴム部材または樹脂部材であり、前記ゴム部材または樹脂部材は、前記収容空間に隙間なく充填されていてもよい。さらに、前記ゴム部材または樹脂部材は、前記枠体の内面と接する領域の近傍及び前記底板と接する領域の近傍からなる第1領域と、前記第1領域に囲まれた領域及び前記天板の内面と接する領域の近傍の第2領域とを有し、前記第1領域に充填される第1ゴム部材または第1樹脂部材は、前記第2領域に充填される第2ゴム部材または第2樹脂部材より硬度が高くてもよい。 In this case, the elastic body may be a rubber member or a resin member, and the rubber member or the resin member may be filled in the accommodation space without a gap. Further, the rubber member or the resin member includes a first region formed in the vicinity of a region in contact with the inner surface of the frame body and a region in contact with the bottom plate, a region surrounded by the first region, and an inner surface of the top plate. A first rubber member or a first resin member filled in the first region is a second rubber member or a second resin member filled in the second region. The hardness may be higher.
あるいは、前記弾性体は、ゴム部材または樹脂部材であり、前記ゴム部材または樹脂部材は、前記収容空間に隙間なく充填されていてもよい。さらに、前記ゴム部材または樹脂部材は、前記枠体の内面と接する領域の近傍及び前記底板と接する領域の近傍からなる第1領域と、前記第1領域に囲まれた領域及び前記天板の内面と接する領域の近傍の第2領域とを有し、前記第2領域は熱伝導率を高めるための添加剤が混入されているゴム材料または樹脂材料で構成され、前記第1領域は前記添加剤が混入されていないか、または前記第2の領域よりも少量の前記添加剤が混入されているゴム材料または樹脂材料で構成されていてもよい。 Alternatively, the elastic body may be a rubber member or a resin member, and the rubber member or the resin member may be filled in the accommodation space without a gap. Further, the rubber member or the resin member includes a first region formed in the vicinity of a region in contact with the inner surface of the frame body and a region in contact with the bottom plate, a region surrounded by the first region, and an inner surface of the top plate. A second region in the vicinity of a region in contact with the second region, wherein the second region is made of a rubber material or a resin material mixed with an additive for increasing thermal conductivity, and the first region is the additive Or a rubber material or a resin material in which a smaller amount of the additive is mixed than in the second region.
好適な実施形態では、前記スタンパは、そのすべての外縁が、前記天板が前記弾性体の弾性力を内面に受けて外方へ変形する弾性変形領域の外側になるように、前記天板の外面に支持されていて、前記熱プレス成形装置は、そのすべての外縁が、前記弾性変形領域の外側になるように配置された前記熱可塑性の板の表面に形状パターンを転写するようにしてもよい。 In a preferred embodiment, the stamper has all outer edges of the top plate so that the top plate is outside an elastic deformation region where the top plate receives the elastic force of the elastic body on the inner surface and deforms outward. Supported by an outer surface, the hot press molding apparatus may transfer the shape pattern to the surface of the thermoplastic plate arranged so that all outer edges thereof are outside the elastic deformation region. Good.
好適な実施形態では、前記スタンパは、そのすべての外縁が、前記天板が前記弾性体の弾性力を内面に受けて外方へ変形する弾性変形領域の外側になるように、前記天板の外面に支持されていて、前記熱プレス成形装置は、前記熱可塑性の板と実質的に同じ板厚を有し、剛体で構成されたスペーサであって、前記熱可塑性の板のすべての外縁が前記弾性変形領域の内側にあるときに、前記スペーサのすべての外縁が前記弾性変形領域の外縁の外側となり、かつ、前記スペーサの内縁が前記熱可塑性の板の外縁よりも僅かに外側になるように固定されたスペーサを、さらに備えていてもよい。 In a preferred embodiment, the stamper has all outer edges of the top plate so that the top plate is outside an elastic deformation region where the top plate receives the elastic force of the elastic body on the inner surface and deforms outward. The hot press molding apparatus is supported by an outer surface and has a substantially same thickness as the thermoplastic plate and is a rigid spacer, and all the outer edges of the thermoplastic plate are When inside the elastic deformation region, all the outer edges of the spacer are outside the outer edge of the elastic deformation region, and the inner edge of the spacer is slightly outside the outer edge of the thermoplastic plate. The spacer may be further provided.
本発明の一つの実施態様に従う、スタンパ(142)を押し付けて熱可塑性の板(200)の表面に形状パターンを転写するための熱プレス成形装置(100)は、ボルスタ(102)と、スライド(104)と、前記スライドを駆動する駆動装置(106)とを有するプレス装置は、前記スライド又はボルスタに搭載されるダイセット(112,114)であって、内部に空間を有する枠体(120)と、前記枠体の内部に挿入され、前記空間の容積を可変するようにスライドする底板(136,326)と、前記空間に収容された、前記熱可塑性の板の軟化温度よりも融点が低い低融点合金部材と、前記枠体に取り付けられ、前記収容空間に面する内面と前記スタンパを支持する外面とを有する天板(140)と、熱媒流体を用いて前記スタンパを加熱及び冷却する加熱冷却手段(136,330)と、を有するダイセット(112,114)と、を備える。そして、前記収容空間の容積が前記底板によって縮小されると、前記可撓な天板は前記低融点合金部材からの押圧力を内面に受けて外方へ変形する。 According to one embodiment of the present invention, a hot press molding apparatus (100) for transferring a shape pattern onto a surface of a thermoplastic plate (200) by pressing a stamper (142) includes a bolster (102), a slide ( 104) and a driving device (106) for driving the slide is a die set (112, 114) mounted on the slide or bolster, and a frame (120) having a space inside. And a bottom plate (136, 326) which is inserted into the frame and slides so as to change the volume of the space, and a melting point lower than a softening temperature of the thermoplastic plate housed in the space A low melting point alloy member, a top plate (140) attached to the frame and having an inner surface facing the housing space and an outer surface supporting the stamper, and using a heat transfer fluid It provided with heating and cooling means for heating and cooling the tamper (136,330), and the die sets (112, 114) having, a. When the volume of the housing space is reduced by the bottom plate, the flexible top plate receives the pressing force from the low melting point alloy member on the inner surface and deforms outward.
本発明の一つの実施態様に従う、スタンパを押し付けて熱可塑性の板の表面に凹凸パターンを転写するための熱プレス成形装置のための金型システムは、前記プレス装置のスライド又はボルスタに搭載されるダイセット(112,114)を備え、前記ダイセットは、内部に弾性体の収容空間を有する枠体(120)と、前記枠体の内部に挿入され、前記収容空間の容積を可変するように前記枠体に対してスライドする底板(136,326)と、前記収容空間に収容され、前記収容空間の容積が縮小するように前記底板がスライドすると圧縮される弾性体(138,328)と、前記枠体に取り付けられ、前記収容空間に面する内面と前記スタンパを支持する外面とを有する可撓な天板(140)と、熱媒流体を用いて前記スタンパを加熱及び冷却する加熱冷却手段(136,330)と、を備える。そして、前記収容空間の容積が縮小するように前記底板がスライドすると、前記可撓な天板は圧縮された前記弾性体の弾性力を内面に受けて外方へ変形する。 In accordance with one embodiment of the present invention, a mold system for a hot press molding apparatus for transferring a concavo-convex pattern onto a surface of a thermoplastic plate by pressing a stamper is mounted on a slide or bolster of the press apparatus. A die set (112, 114) is provided, and the die set is inserted into the frame body (120) having an accommodation space for an elastic body therein, and the volume of the accommodation space is variable. A bottom plate (136, 326) that slides relative to the frame, and an elastic body (138, 328) that is accommodated in the accommodation space and is compressed when the bottom plate is slid so as to reduce the volume of the accommodation space; A flexible top plate (140) attached to the frame and having an inner surface facing the housing space and an outer surface supporting the stamper, and heating the stamper using a heat transfer fluid It provided with heating and cooling means for finely cooled (136,330), the. When the bottom plate slides so as to reduce the volume of the accommodation space, the flexible top plate receives the elastic force of the compressed elastic body on the inner surface and deforms outward.
以下、本発明の一実施形態にかかる熱プレス成形装置について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a hot press molding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる熱プレス成形装置の全体構成を示す。 FIG. 1 shows an overall configuration of a hot press molding apparatus according to a first embodiment of the present invention.
熱プレス成形装置100は、汎用的なプレス装置と、熱プレス成形のための金型システムとの組み合わせとして構成される。汎用的なプレス装置は、床に固定されたボルスタ102と、このボルスタ102の上方に配置されたスライド104とを備える。スライド104は、駆動装置106によって駆動されることにより、ボルスタ102に対して接近及び離反するように、図示しない支柱に沿って上下方向に移動する。駆動装置106は、例えば、スライド104を駆動するサーボモータ及びサーボモータを駆動し制御するコントローラ備えていても良い。駆動装置106として、サーボモータを用いたものの代わりに、油圧アクチュエータを用いたものを用いてもよい。
The hot
金型システムは、ボルスタ102とスライド104にそれぞれ互いに対向配置されるように搭載された上下2つのダイセット112,114を備える。図2は、第1の実施形態に係るこれら2つのダイセット112,114の部分を拡大して示している。2つのダイセット112,114は実質的に同じ構成をもつので、上側ダイセット112を例にとり、その構成について図1と図2を参照して説明する。
The mold system includes two upper and lower die sets 112 and 114 mounted on the bolster 102 and the
上側ダイセット112は、ベースプレート116と、冷却プレート118と、枠体120と、枠体支持機構122と、熱板136と、弾性体としてのゴム部材138と、可撓な天板140と、フレーム126と、を備える。
The upper die set 112 includes a
ベースプレート116は、ほぼ矩形板形であり、スライド104上に固定される。
The
冷却プレート118は、ほぼ矩形板形であり、ベースプレート116の中央に固定される。冷却プレート118内には複数の水孔119が形成されていて、各水孔119は連結されている。この連結された水孔119の一方の端部に接続した冷却水供給口に冷却水を供給し、連結された水孔の他方の端部に接続された冷却水戻り口から冷却水を循環させることで、冷却プレート118の温度を一定に保持し、熱板の熱がベースプレート116側へ伝わるのを遮断する。
The
枠体支持機構122は、冷却プレート118の上に固定される。枠体支持機構122及び枠体120は、ほぼ矩形筒形である。枠体支持機構122は、ベースブロック128とスプリング130とを備え、ベースブロック128がスプリング130を介して枠体120を支持している。枠体120は、スプリング130により下方へ付勢されている。枠体支持機構122の底部は開口していて、その開口から枠体支持機構122及び枠体120の内側へ、熱板136が挿入される。
The frame support mechanism 122 is fixed on the
フレーム126は、ほぼ矩形輪形であり、ベースプレート116上に固定される。フレーム126の頭面上には、真空パッキンを有した円環状の密閉枠132が取り付けられている。フレーム126が下降して密閉枠132が下側ダイセット114の密閉枠132と当接すると、密閉枠の内側に真空チャンバが形成されるようになっている。真空チャンバは、図示しない真空ポンプによる真空吸引と、大気開放バルブによる大気開放が自在に行われる。
The frame 126 has a substantially rectangular ring shape and is fixed on the
熱板136は、ほぼ矩形板形であり、冷却プレート118上に固定される。熱板136は加熱・冷却手段であって、その内部には熱媒流体の通路である水孔141が複数形成されている。水孔141は、例えば、熱板の長手方向に沿って互いに平行に等ピッチで、熱板136の一方の端面から一方の端面まで貫通して形成され、両端部は止栓143によって封止してある。各水孔141は、各水孔141の長手方向の両側に設けられたマニホールド145で連結している。加熱時には、一方のマニホールド145に連結された熱媒供給口から供給された高温の熱媒流体(蒸気、高温油など)が、各水孔141を通過して他方のマニホールド145から排出される。これによりゴム部材138が加熱される。冷却時には、同じ経路で低温の熱媒流体(冷却水、低温油など)が各水孔141を通過して、ゴム部材138が冷却される。熱板136のマニホールド145の内側には、断熱スリット147が形成され、マニホールド145の熱の拡散を防止する。
The
熱板136は、枠体120内に挿入され、枠体120の内側面と熱板136の外側面とは密着している。枠体120の内側面と熱板136の外側面とが密着した状態で、熱板136は枠体120に対して上下方向(被加工材の厚さ方向)へ移動可能である。換言すれば、枠体120は、熱板136に対して上下方向へ移動可能である。つまり、熱板136は、枠体120に対してスライドすることにより、底板としての役割を果たす。
The
枠体120の頭面には、可撓な天板140がボルトなどの固定手段により固定されている。天板140は、枠体120の頭面の開口部121を密閉するように固定されている。天板140の厚さは、例えば0.5〜3mm程度でよい。
A flexible
枠体120は、その内部に天板140と、熱板136と、枠体120の側壁とにより収容空間124を形成する。この収容空間124にはゴム部材138が収容される。この収容空間124は、実質的に密閉され、ゴム部材138が漏れ出ないようになっている。密閉された収容空間124の容積は、枠体120に対して熱板136がスライドすることにより変化する。
The
ゴム部材138は、熱板136と枠体120と天板140とで形成された収容空間124内に収容されている。例えば、収容空間124は、隙間なくゴム部材138が充填されていてもよい。ゴム部材138は、熱伝導率を高めたものであっても良い。ゴム部材138の材質については後述する。
The
なお、本明細書では、弾性体部材の一例としてゴム部材を用いた実施形態について主に説明するが、ゴムの代わりに他の弾性体、例えば合成樹脂などを適用することもできる。合成樹脂の一例としてはフッ素樹脂を用いてもよい。フッ素樹脂の中でも、例えば、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)を用いてもよい。PTFEは、以下のような物性を有する。
耐熱性:260℃
引張強さ:13.7〜34.3MPa
延び:200−400%
硬さ:ショア−D50−55
曲げ弾性率:550GPa
引張弾性率:400〜550GPa
熱伝導率:0.25W/mk
In the present specification, an embodiment using a rubber member as an example of an elastic body member will be mainly described. However, other elastic bodies such as a synthetic resin can be applied instead of rubber. As an example of the synthetic resin, a fluororesin may be used. Among fluororesins, for example, tetrafluoroethylene resin (PTFE) may be used. PTFE has the following physical properties.
Heat resistance: 260 ° C
Tensile strength: 13.7 to 34.3 MPa
Elongation: 200-400%
Hardness: Shore-D50-55
Flexural modulus: 550 GPa
Tensile modulus: 400-550 GPa
Thermal conductivity: 0.25 W / mk
ダイセット112の頭部の外面(頭面)には、可撓な薄いスタンパ142が固定される。スタンパ142の固定方法としては、例えば、天板140の外面上に加工された真空吸着溝による真空吸着(そのための真空ポンプの図示は省略)と、天板140の外面上に設けられた固定治具との組み合わせを用いることができる。
A flexible
図3Bは、被加工材200をスタンプするときの加圧状態の説明図であり、図3Aは、A−A断面図である。
FIG. 3B is an explanatory diagram of a pressurized state when stamping the
図3Aに示すように、スタンパ142のサイズは、枠体120の開口部121よりも大きく、そのすべての外縁が開口部121の外側になるように、天板140の外面に密着している。被加工材200のサイズも、枠体120の開口部121よりも大きく、そのすべての外縁が開口部121の外側になるようにセットされている。
As shown in FIG. 3A, the size of the
以下、図1〜図3を参照しながら、被加工材200をスタンプするときの動作を説明する。なお、ここでは、上下のダイセット112,114の動作について説明し、温度制御については後述する。
Hereinafter, the operation when stamping the
図1に示すようにセットされた下側ダイセット114に対して、上側ダイセット112が下降すると、上下のスタンパ142,142が、被加工材200の両面に接触する(加圧開始状態)。このときの状態が図3Bの左側である。上下のスタンパ142,142が、被加工材200の両面に接触した状態からさらに上側ダイセット112が下降して加圧力が加わると、枠体120もスプリング130の付勢力に抗してベースプレート116側へ後退する。このとき、同時に、ゴム部材138が熱板136からの押圧力と、被加工材200からの反発力を受けて体積を減らして、内圧を高める。つまりゴム部材138は圧縮される。そして、ゴム部材138が圧縮によって体積を減らした分だけ、熱板136が枠体120に対して前進する。
When the upper die set 112 is lowered with respect to the lower die set 114 set as shown in FIG. 1, the upper and
このとき、圧縮されたゴム部材138は、弾性によって均一な押圧力を生み出す。従って、枠体120、熱板136及び天板140で形成された収容空間124に、隙間なくゴム部材138が充填されていれば、圧縮されたゴム部材138によって、その収容空間124内の圧力が均等に上昇する。このときに、スプリング130の付勢力で、枠体120が天板140に押しつけられているので、天板140と枠体120との間の隙間からゴム部材138が漏れ出すこともない。ここで、可撓な天板140を除き、収容空間124を形成するすべての壁は剛体であって、圧縮されたゴム部材138の弾性力によって変形することはない。これに対し、可撓な天板140は、圧縮されたゴム部材138の弾性力を内面に受けて外方へ膨らみ出るように変形する。ここで、可撓な天板140が外方へ膨らみ出るように変形する弾性変形領域は、実質的に枠体120の開口部121と同じである。
At this time, the
図3Bに示すような熱プレス成形時には、熱可塑性樹脂の板である被加工材200の上下両面に上下のスタンパ142,142が押し付けられる。このとき、被加工材200のすべての外縁が枠体120の開口部121の外側にあるので、可撓な天板140が外方へ膨らみ出るように変形する弾性変形領域のすべてが、被加工材200の外縁の内側に収まる。その結果、可撓な天板140の変形に伴ってスタンパ142,142が被加工材200の外縁部分で局部的に変形することがなく、被加工材200の表面へのスタンパ142,142の成形圧力の分布が従来よりも均一になる。
At the time of hot press molding as shown in FIG. 3B, the upper and
なお、この手法の場合、可撓な天板140が外方へ膨らみ出る弾性変形領域の周囲の、可撓な天板140が外方へ膨らみ出ない枠体領域の被加工材200に対しては、均等に加圧することができない。従って、枠体領域の部分へは精度良くパターンを転写できないことがある。そのときには、成形後に枠体領域の被加工材200をトリミングしてもよい。
In the case of this method, with respect to the
図3では、被加工材200のサイズが枠体120の開口部121よりも大きい場合について説明したが、図4は、被加工材200のサイズが枠体120の開口部121よりも小さい場合の説明図である。つまり、図4Bは、被加工材200のサイズが枠体120の開口部121よりも小さい被加工材200をスタンプするときの加圧状態の説明図であり、図4Aは、そのA−A断面図である。
In FIG. 3, the case where the size of the
図4Aに示すように、まず、スタンパ142は、図3Aと同様に天板140の外面に密着している。被加工材200のサイズは、枠体の開口部121よりも小さいので、被加工材200のすべての外縁が開口部121内になるように、スタンパ142の上にセットされる。この場合、さらに、被加工材200の周囲のスタンパ142の上には、剛体スペーサ210が固定されている。
As shown in FIG. 4A, first, the
剛体スペーサ210の内側の形状(内縁)が、被加工材200の外縁よりも僅かに大きい。つまり、被加工材200と剛体スペーサ210との間には、僅かに隙間が空いている。剛体スペーサ210の外側の形状(外縁)は、枠体120の開口部121よりも大きくなっている。また、剛体スペーサ210の板厚は、被加工材200の厚さと実質的に同じでもよいし、僅かに厚くてもよい。例えば、被加工材200の板厚バラツキの最大厚さ+0.1mm程度であってもよい。剛体スペーサ210の材質は、ステンレス鋼(SUS)等、天板140やスタンパ142と同じ材質でもよい。剛体スペーサ210と被加工材200の間の隙間、及び剛体スペーサ210の板厚を、天板140、スタンパ142、被加工材200の厚さに合わせて調整することで、被加工材200の加圧時に、剛体スペーサ210も加圧され、ゴム部材138全体が密閉状態で均一に圧縮される。すなわち、図3の場合と同様に、スタンパ142の局所的変形を防止して、被加工材200を均等に加圧することができる。
The inner shape (inner edge) of the
ここで、ゴム部材138の板厚は、熱板136の熱を早く天板140および天板140に取付けられたスタンパ142に伝えるという点から考えると、薄い方が望ましい。一方で、ゴム部材138が圧縮されたときに、天板140を均等な圧力で押し出す効果という点から考えると、厚い方が望ましい。そこで、ゴム部材138の板圧は、例えば2〜5mm程度でよい。
Here, the thickness of the
また、ゴム部材138の材質としては、例えばシリコーンゴムを用いることができる。シリコーンゴムは一般的に熱伝導率が低いため、ベースシリコーンに添加剤(アルミナ、セラミック等)を混入することで熱伝導率を高める。一般的に、添加剤の混入量が多くなるとシリコーンゴムの熱伝導率は向上するが、その硬度は低下し、シリコーンゴムの状態がゲル状あるいは粘土状になる。なお、ゴム材料の代わりにPTFEを用いた場合は、必ずしも上記のような添加剤を混入させて熱伝導率の調整を行う必要はないが、添加剤を混入させてもよい。
Further, as a material of the
ゴム部材138として硬度が低いゴム材料を用いると、加圧時に熱板136の外側面と枠体120の内側面の間の僅かな隙間からゴム部材138が漏れ出すことがある。これを防止するために、以下のようにゴム部材138として互いに硬度が異なるゴム材料を組み合わせてもよい。
When a rubber material having low hardness is used as the
例えば、図5Bは、ゴム部材138に異なる材質のゴム材料を組み合わせたときの下側ダイセット114の説明図であり、図5AはそのA−A断面図である。
For example, FIG. 5B is an explanatory diagram of the lower die set 114 when a rubber material of a different material is combined with the
これらの図に示すように、ほぼ矩形板形のゴム部材138の周辺領域139Aを硬度の高いシリコーンゴム(例えば、ショア硬度A70以上)で構成し、その硬度の高いシリコーンゴムで囲まれた内側の領域139Bを硬度の低い高熱伝導シリコーンゴムで構成しても良い。周辺領域139Aの硬度の高いゴム材料は、内側領域139Bの硬度の低いゴム材料よりも添加剤の混入量が少ないか、あるいは、添加剤がまったく混入されていないものでもよい。これにより、加圧時にゴム部材138が枠体120と熱板136の間などに入り込まないようにすることができる。
As shown in these drawings, a
周辺領域139Aを構成するゴム部材138の熱伝導率は低くてもよい。周辺領域139Aを構成するゴム部材138の熱伝導率が低いときは、熱板136から枠体120への熱伝導が阻害され、枠体120の熱膨張及び熱収縮を抑制できる。
The thermal conductivity of the
また、ゴム材料の代わりに合成樹脂材料を用いて、図5のような構成を実現してもよい。すなわち、周辺領域139Aを硬度が高い合成樹脂材料、内側領域139Bを硬度が低い合成樹脂材料で構成してもよい。
Further, a configuration as shown in FIG. 5 may be realized by using a synthetic resin material instead of the rubber material. That is, the
さらには、ゴム部材138を、ゴム材料と合成樹脂材料とを組み合わせたものと置き換えることも可能である。つまり、周辺領域139Aをフッ素樹脂、内側領域139Bをゴム材料で構成してもよい。
Furthermore, the
また、上記のようにゴム部材138として硬度が異なるゴム材料を組み合せる代わりに、加圧時にゴム部材138が漏れ出しそうな箇所に、Oリングを備えてもよい。例えば、図5Cに示すように、枠体120の天板140接触する面、及び熱板136の外側面で、枠体120の内側面と接触する部分に、それぞれOリング230を備えてもよい。
Further, instead of combining rubber materials having different hardnesses as the
なお、ゴム部材138の材質として、シリコーンゴムより耐摩耗性や機械的強度に優れるフッ素ゴムを使用してもよい。
In addition, as a material of the
図6は、本発明の第2の実施形態にかかる熱プレス成形装置の全体構成を示す。 FIG. 6 shows the overall configuration of a hot press molding apparatus according to the second embodiment of the present invention.
第2の実施形態は、第1の実施形態と相違点は、主にゴム部材の加熱・冷却手段であり、その他の点の多くは共通する。以下、上記相違点を中心に説明し、第1の実施形態と共通する点については説明を省略することがある。 The second embodiment is different from the first embodiment mainly in heating / cooling means for the rubber member, and many other points are common. Hereinafter, the difference will be mainly described, and description of points that are common to the first embodiment may be omitted.
本実施形態においても、上側ダイセット312及び下側ダイセット314は実質的に同じ構成をもつので、上側ダイセット312を例にとり説明する。上側ダイセット312は、ベースプレート116と、スペーサ322と、枠体120と、スプリング130と、断熱プレート326と、ゴム部材328と、熱交換パイプ330と、可撓な天板140と、フレーム126とを備える。
Also in this embodiment, since the upper die set 312 and the lower die set 314 have substantially the same configuration, the upper die set 312 will be described as an example. The upper die set 312 includes a
スペーサ322は、ほぼ矩形板形であり、ベースプレート116上に固定される。枠体120は、スプリング130を介してスペーサ322に取り付けられている。冷却プレート118は、スペーサ322上に固定される。断熱プレート326は、ほぼ矩形板形であり、冷却プレート118上に固定される。断熱プレート326の外側面と枠体120の内側面とは密着している。断熱プレート326は、ゴム部材328と冷却プレート118との間の熱伝導を遮断する。断熱プレート326の材質としては、例えば耐熱エポキシ樹脂を用いてもよい。
The
本実施形態でも、第1の実施形態と同様に、天板140と、断熱プレート326と、枠体120の側壁とにより収容空間124が形成される。収容空間124にはゴム部材328が収容される。ゴム部材328としては、第1の実施形態と同じ材質のものを用いることができる。本実施形態では、収容空間124内に熱交換パイプ330が通っている。そして、その収容空間124内の熱交換パイプ330以外の空間が、ゴム部材328で隙間なく充填されている。
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the
熱交換パイプ330は、収容空間の長手方向に沿って互いに平行に等ピッチで配置される。熱交換パイプ330の両端が、枠体120を貫通して枠体120の外部に設けられたマニホールド342,342によって連結している。そして、加熱時には、一方のマニホールド342に連結された熱媒供給口から高温の熱媒流体(蒸気、高温油など)の供給を受けると、その高温の熱媒流体が熱交換パイプ330を通過して、他方のマニホールド342から排出される。これによりゴム部材328が加熱される。冷却時には、同じ経路で低温の熱媒流体(冷却水、低温油など)が熱交換パイプ330を通過して、ゴム部材328が冷却される。
The
なお、枠体120の内側面と断熱プレート326の外側面とが密着した状態で、断熱プレート326は枠体120に対して上下方向(被加工材の厚さ方向)へ移動可能であり、それによって収容空間124の容積が変化する点は、第1の実施形態と同様である。さらに、本実施形態においても、第1の実施形態と同様にして、枠体120の開口部121よりも大きいサイズの被加工材200にスタンプすることもできるし、剛体スペーサ210を用いて、枠体120の開口部121よりも小さいサイズの被加工材200にスタンプをすることもできる。
The
次に、第2の実施形態におけるゴム部材328の材質及び構成について説明する。
Next, the material and configuration of the
例えば、図7Aは、ゴム部材328に異なる材質のゴム材料を組み合わせたときの下側ダイセット314の説明図である。
For example, FIG. 7A is an explanatory diagram of the lower die set 314 when different rubber materials are combined with the
同図に示すように、ほぼ矩形板形のゴム部材328のうち、枠体120及び断熱プレート326に接する面の近傍の領域329Aを硬度の高いシリコーンゴムで構成し、その他の領域、つまり、ゴム部材328の中心領域及び天板140の内面に接する面の近傍の領域329Bを硬度の低い高熱伝導シリコーンゴムで構成しても良い。つまり、天板140,枠体120及び断熱プレート326により形成された収容空間内において、硬度の低い高熱伝導シリコーンゴムと枠体120及び断熱プレート326の間に、硬度の高いシリコーンゴムを配置するようにしてもよい。領域329Aの硬度の高いゴム材料は、領域329Bの硬度の低いゴム材料よりも添加剤の混入量が少ないか、あるいは、添加剤がまったく混入されていないものでもよい。これにより、加圧時にゴム部材328が枠体120と断熱プレート326の間などに入り込まないようにすることができる。
As shown in the figure, in the
枠体120及び断熱プレート326に接する面の近傍の領域329Aを構成するゴム部材328の熱伝導率は低くてもよい。その場合、熱交換パイプ330から枠体120への熱伝導が阻害され、枠体120の熱膨張及び熱収縮を抑制できる。
The
第1の実施形態の場合と同様に、ゴム材料の代わりに合成樹脂材料を用いて、図7のような構成を実現してもよい。すなわち、枠体120及び断熱プレート326に接する面の近傍の領域329Aを硬度が高い合成樹脂材料、ゴム部材328の中心領域及び天板140の内面に接する面の近傍の領域329Bを硬度が低い合成樹脂材料で構成してもよい。
As in the case of the first embodiment, a configuration as shown in FIG. 7 may be realized by using a synthetic resin material instead of the rubber material. In other words, the
さらには、ゴム部材328を、ゴム材料と合成樹脂材料とを組み合わせたものと置き換えることも可能である。つまり、周辺領域329Aをフッ素樹脂、中心領域及び天板140の内面に接する面の近傍の領域329Bをゴム材料で構成してもよい。
Furthermore, the
また、図7Bに示すように、Oリングを備えることもできる。すなわち、同図に示すように、加圧時にゴム部材328が漏れ出しそうな箇所に、Oリングを備えてもよい。例えば、枠体120の天板140の内面と接触する面、及び断熱プレート326の外側面で、枠体120の内側面と接触する部分に、それぞれOリング230を備えてもよい。
Moreover, as shown to FIG. 7B, an O-ring can also be provided. That is, as shown in the figure, an O-ring may be provided at a location where the
本実施形態によれば、複雑な熱板が不要になるため、ダイセットの大型化が容易になる。 According to this embodiment, since a complicated hot plate is not required, the die set can be easily enlarged.
次に、図8を参照して、本発明の第1及び第2の実施形態に係る熱プレス成形装置100における成型モーションについて説明する。図8Aはスライド位置、図8Bはプレス加圧力、図8Cは天板温度、図8Dは真空チャンバー内圧力について、成型モーションの1サイクルにおけるそれぞれの変化を示す。
Next, with reference to FIG. 8, the molding motion in the hot
まず、スライド104が上限位置S1にいる。そして、時刻t1までの間に、被加工材200が下側のダイセット114のスタンパ142上にセットされる。
First, the
時刻t1において、サーボプレスの位置制御に従ってスライド104が下降を開始する。そして、上下のダイセット112,114のフレーム126,126の頭面上の密閉枠132同士が当接し、真空チャンバーが形成される位置S2まで下降すると、スライド104の下降が一旦停止する(時刻t2)。
At time t1, the
時刻t2において、真空チャンバー内の真空引きが開始されるとともに、熱板136(第2実施形態では熱交換パイプ330)へ高温の熱媒流体の供給が開始される。真空引きを行っている時刻t3までの間は、被加工材200に対するスタンパ142,142の加圧を行わない。これは、被加工材200とスタンパ142,142の間に空気が入ってしまうことを防止するためである。
At time t2, evacuation in the vacuum chamber is started, and supply of a high-temperature heat transfer fluid to the hot plate 136 (
真空チャンバー内の真空度が、大気圧P1から転写成形に適した真空度P2に達した時刻t3になると、サーボプレスの加圧力制御に従ってスライド104が再び下降を開始する。真空度P2は、例えば−90KPa以下でよい。そして、上下のスタンパ142,142を被加工材200に予備加圧力L1で押し付ける。予備加圧力L1で上下のスタンパ142,142を被加工材200に押しつけることにより、熱板136(第2実施形態では熱交換パイプ330)、ゴム部材138、天板140及びスタンパ142が密着し、熱板136(第2実施形態では熱交換パイプ330)からの熱伝導が促進される。予備加圧力L1は、例えば、被加工材200の加圧面にかかる面圧が1MPa程度でよい。
At time t3 when the degree of vacuum in the vacuum chamber reaches the degree of vacuum P2 suitable for transfer molding from the atmospheric pressure P1, the
天板140の温度が転写可能温度H2に達した時刻t4になると、スライド104はさらに下降して、スタンパを転写可能な転写加圧力L2になるように制御される。転写加圧力L2は、例えば、被加工材200の加圧面にかかる面圧が4〜6MPaになるように設定される。転写可能温度H2は、被加工材200がPMMA材であれば、例えば、120〜150℃でよい。
At time t4 when the temperature of the
そして、加圧力が転写加圧力L2に到達した時刻t5から、所定時間Tの間、加熱状態での加圧が継続される。所定時間Tが経過した時刻t6になると、熱板136(第2実施形態では熱交換パイプ330)へ低温の熱媒流体の供給が開始され、天板140ならびにスタンパ142の冷却が始まる。所定時間Tは、被加工材の材質やスタンパの形状に応じて、未転写等の転写不具合が発生しないように最適に設定される。
Then, pressurization in the heated state is continued for a predetermined time T from time t5 when the applied pressure reaches the transfer applied pressure L2. At time t6 when the predetermined time T has elapsed, supply of a low-temperature heat transfer fluid to the heat plate 136 (
天板140及びスタンパ142が冷却され、温度が離型可能温度H1に達した時刻t7で、真空チャンバが大気開放されて、真空チャンバ内の圧力が大気圧P1に戻る。被加工材がPMMA材の場合、離型可能温度H1は、例えば40〜70℃でよい。
At time t7 when the
真空チャンバ内の圧力が大気圧P1に戻った時点t8において、再び位置制御に従ってスライド104が上昇を開始する。そして、スライド104は上限位置S1へ戻り、被加工材200が取り出し可能となる。
At the time t8 when the pressure in the vacuum chamber returns to the atmospheric pressure P1, the
上述した実施形態に係る熱プレス成形装置より、被加工材をプレスしたときの成型面圧分布の一例を、図9に示す。同図は、枠体120の開口部121よりも小さいアクリル製の被加工材(256mm×159mm、厚さ0.2mm)を6MPa相当の荷重で、プレスしたときの成型面圧の分布である。そして、同図Aは、ゴム部材を用いない従来のダイセットでの成型面圧の分布であり、同図Bが第1の実施形態における図4に示す態様(剛体スペーサ使用、ゴム部材は厚さ2mmのシリコーンゴム製)での成型面圧の分布である。同図において、色が濃い部分が圧力が高く、色が薄い部分が圧力が低いことを示す。
An example of the molding surface pressure distribution when the workpiece is pressed by the hot press molding apparatus according to the embodiment described above is shown in FIG. This figure shows the distribution of the molding surface pressure when an acrylic workpiece (256 mm × 159 mm, thickness 0.2 mm) smaller than the
図9Aに示すように、被加工材部分250の成型面圧には大きなムラがある。つまり、被加工材部分250の外縁近傍の成型面圧が高く、被加工材部分250のそれ以外の領域は、成型面圧が外縁近傍よりも低い。
As shown in FIG. 9A, the molding surface pressure of the
これに対して、図9Bに示すように、被加工材部分250の周囲には剛体スペーサ部分260が存在する。そして、本実施形態によれば、被加工材部分250の成型面圧の分布はほぼ均等であることがわかる。
On the other hand, as shown in FIG. 9B, a
上記いずれの実施形態においても、ゴム部材の代わりに、熱可塑性の被加工材の軟化温度よりも融点が低い低融点合金を用いてもよい。低融点合金とは、種類の違う金属(Pb(鉛)、Bi(ビスマス)、Sn(錫)、Cd(カドミウム)、In(インジウム)等)を組合わせて合金化することで融点が下がる性質を利用した公知の合金のことを言う。 In any of the above embodiments, a low melting point alloy having a melting point lower than the softening temperature of the thermoplastic workpiece may be used instead of the rubber member. Low melting point alloy is a property that lowers the melting point by alloying with different types of metals (Pb (lead), Bi (bismuth), Sn (tin), Cd (cadmium), In (indium), etc.) It means a known alloy using
上述した2つの実施形態によれば、被加工材の表面に均一な圧力でスタンパを押付けることができるようになる。その結果、均一な圧力で被加工材を圧縮できるので、被加工材の内部に発生する内部ひずみの不均一を低減し、被加工材のうねりや反りを低減することが可能になる。 According to the two embodiments described above, the stamper can be pressed against the surface of the workpiece with a uniform pressure. As a result, since the workpiece can be compressed with a uniform pressure, it is possible to reduce non-uniformity of internal strain generated inside the workpiece, and to reduce waviness and warpage of the workpiece.
また、ゴム部材を密閉状態で圧縮することで、弾性体が非圧縮性流体に近い特性を示すようになり、静水圧効果による加圧面圧の均圧化が図れると同時に、弾性体の物性(硬度や弾性係数)のバラツキの影響による圧力のバラツキも低減される。 In addition, by compressing the rubber member in a sealed state, the elastic body exhibits characteristics close to that of an incompressible fluid, and the pressure surface pressure can be equalized by the hydrostatic pressure effect. The pressure variation due to the variation in hardness and elastic modulus is also reduced.
さらに、ゴム部材内部に圧縮応力しか発生しないため引張り応力による弾性体の裂けが防止される。また、ゴム部材と熱板の間、及びゴム部材と天板の間にすべりが発生しないので、ゴム部材の磨耗も防止される。 Furthermore, since only compressive stress is generated inside the rubber member, the elastic body is prevented from tearing due to tensile stress. In addition, since no slip occurs between the rubber member and the hot plate and between the rubber member and the top plate, wear of the rubber member is also prevented.
上述した本発明の実施形態は、本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱することなしに、他の様々な態様で本発明を実施することができる。 The above-described embodiments of the present invention are examples for explaining the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention only to those embodiments. Those skilled in the art can implement the present invention in various other modes without departing from the gist of the present invention.
100…熱プレス成形装置、102…ボルスタ、104…スライド、106…駆動装置、112,114,312,314…ダイセット、118…冷却プレート、120…枠体、124…収容空間、136…熱板、138,328…ゴム部材、140…天板、142…スタンパ、200…被加工材、210…剛体スペーサ、322…スペーサ、330…熱交換パイプ。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
内部に弾性体の収容空間を有する枠体(120)と、
前記枠体の内部に挿入され、前記収容空間の容積を可変するように前記枠体に対してスライドする底板(136,326)と、
前記収容空間に隙間なく充填され、前記収容空間の容積が縮小するように前記底板がスライドすると圧縮される弾性体(138,328)と、
前記枠体に取り付けられる平板であり、前記収容空間に面する内面と前記スタンパを支持する外面とを有し、前記収容空間の容積が縮小するように前記底板がスライドすると、前記弾性体の弾性力を内面に受けて外方へ変形する可撓な天板(140)と、
熱媒流体を用いて前記スタンパを加熱及び冷却する加熱冷却手段(136,330)と、を有するダイセット。 A pressing device having a bolster (102), a slide (104), and a driving device (106) for driving the slide is mounted on the slide or bolster, and a stamper (142) is pressed against a thermoplastic plate (200). A die set (112, 114) for transferring the shape pattern to the surface of
A frame (120) having an accommodating space for an elastic body therein;
A bottom plate (136, 326) that is inserted into the frame and slides relative to the frame so as to vary the volume of the accommodation space;
An elastic body (138, 328) that is filled in the accommodation space without a gap and is compressed when the bottom plate slides so as to reduce the volume of the accommodation space;
A flat plate attached to the frame, having an inner surface facing the housing space and an outer surface supporting the stamper, and when the bottom plate slides so as to reduce the volume of the housing space, the elasticity of the elastic body A flexible top plate (140) that receives force on the inner surface and deforms outward;
And a heating / cooling means (136, 330) for heating and cooling the stamper using a heat transfer fluid.
前記ベースプレートと前記枠体の間に介在し、前記枠体を外方へ付勢するスプリング(130)と
をさらに有する請求項1記載のダイセット。 A base plate (116) interposed between the slide or bolster and the bottom plate;
The die set according to claim 1, further comprising a spring (130) interposed between the base plate and the frame body and biasing the frame body outward.
前記ゴム部材または樹脂部材は、前記枠体の内面と接する領域の近傍である第1領域と、前記第1領域の内側の第2領域とを有し、前記第1領域に充填される第1ゴム部材または第1樹脂部材は、前記第2領域に充填される第2ゴム部材または第2樹脂部材より硬度が高いことを特徴とする請求項1又は2記載のダイセット。 The elastic body is a rubber member or a resin member,
The rubber member or the resin member has a first region in the vicinity of a region in contact with the inner surface of the frame body, and a second region inside the first region, and the first region is filled in the first region. The die set according to claim 1 or 2, wherein the rubber member or the first resin member has a higher hardness than the second rubber member or the second resin member filled in the second region.
前記ゴム部材または樹脂部材は、前記枠体の内面と接する領域の近傍である第1領域と、前記第1領域の内側の第2領域とを有し、前記第2領域は熱伝導率を高めるための添加剤が混入されているゴム材料または樹脂材料で構成され、前記第1領域は前記添加剤が混入されていないか、または前記第2の領域よりも少量の前記添加剤が混入されているゴム材料または樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項4記載のダイセット。 The elastic body is a rubber member or a resin member,
The rubber member or the resin member has a first region in the vicinity of a region in contact with the inner surface of the frame body, and a second region inside the first region, and the second region increases the thermal conductivity. The first region is not mixed with the additive, or a smaller amount of the additive is mixed with the second region than the second region. The die set according to claim 4, wherein the die set is made of a rubber material or a resin material.
前記ゴム部材または樹脂部材は、前記枠体の内面と接する領域の近傍及び前記底板と接する領域の近傍からなる第1領域と、前記第1領域に囲まれた領域及び前記天板の内面と接する領域の近傍の第2領域とを有し、前記第1領域に充填される第1ゴム部材または第1樹脂部材は、前記第2領域に充填される第2ゴム部材または第2樹脂部材より硬度が高いことを特徴とする請求項6記載のダイセット。 The elastic body is a rubber member or a resin member,
The rubber member or the resin member is in contact with a first region including a region in contact with the inner surface of the frame and a region in contact with the bottom plate, a region surrounded by the first region, and an inner surface of the top plate. The first rubber member or the first resin member filled in the first region is harder than the second rubber member or the second resin member filled in the second region. The die set according to claim 6, wherein the die set is high.
前記ゴム部材または樹脂部材は、前記枠体の内面と接する領域の近傍及び前記底板と接する領域の近傍からなる第1領域と、前記第1領域に囲まれた領域及び前記天板の内面と接する領域の近傍の第2領域とを有し、前記第2領域は熱伝導率を高めるための添加剤が混入されているゴム材料または樹脂材料で構成され、前記第1領域は前記添加剤が混入されていないか、または前記第2の領域よりも少量の前記添加剤が混入されているゴム材料または樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項6記載のダイセット。 The elastic body is a rubber member or a resin member,
The rubber member or the resin member is in contact with a first region including a region in contact with the inner surface of the frame and a region in contact with the bottom plate, a region surrounded by the first region, and an inner surface of the top plate. A second region in the vicinity of the region, and the second region is made of a rubber material or a resin material mixed with an additive for increasing thermal conductivity, and the first region is mixed with the additive. The die set according to claim 6, wherein the die set is made of a rubber material or a resin material that is not formed or is mixed with a smaller amount of the additive than the second region.
前記ダイセットは、
そのすべての外縁が、前記弾性変形領域の外側になるように配置された前記熱可塑性の板の表面に形状パターンを転写することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のダイセット。 The stamper is supported on the outer surface of the top plate so that all outer edges thereof are outside an elastic deformation region in which the top plate receives the elastic force of the elastic body and deforms outward. ,
The die set is
The die set according to any one of claims 1 to 8, wherein a shape pattern is transferred onto the surface of the thermoplastic plate arranged so that all outer edges thereof are outside the elastic deformation region. .
前記ダイセットは、
前記熱可塑性の板と実質的に同じ板厚を有し、剛体で構成されたスペーサであって、前記熱可塑性の板のすべての外縁が前記弾性変形領域の内側にあるときに、前記スペーサのすべての外縁が前記弾性変形領域の外縁の外側となり、かつ、前記スペーサの内縁が前記熱可塑性の板の外縁よりも僅かに外側になるように固定されたスペーサを、さらに備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のダイセット。 The stamper is supported on the outer surface of the top plate so that all outer edges thereof are outside an elastic deformation region in which the top plate receives the elastic force of the elastic body and deforms outward. ,
The die set is
A spacer made of a rigid body having substantially the same thickness as the thermoplastic plate, wherein all the outer edges of the thermoplastic plate are inside the elastic deformation region. It further comprises a spacer fixed so that all outer edges are outside the outer edge of the elastic deformation region and the inner edge of the spacer is slightly outside the outer edge of the thermoplastic plate. The die set according to any one of claims 1 to 8.
内部に空間を有する枠体(120)と、
前記枠体の内部に挿入され、前記空間の容積を可変するようにスライドする底板(136,326)と、
前記空間に隙間なく充填された、前記熱可塑性の板の軟化温度よりも融点が低い低融点合金部材と、
前記枠体に取り付けられる平板であり、前記空間に面する内面と前記スタンパを支持する外面とを有し、前記空間の容積が縮小するように前記底板がスライドすると、前記低融点合金部材からの押圧力を内面に受けて外方へ変形する可撓な天板(140)と、
熱媒流体を用いて前記スタンパを加熱及び冷却する加熱冷却手段(136,330)と、を有するダイセット。 A pressing device having a bolster (102), a slide (104), and a driving device (106) for driving the slide is mounted on the slide or bolster, and a stamper (142) is pressed against a thermoplastic plate (200). A die set (112, 114) for transferring the shape pattern to the surface of
A frame (120) having a space inside;
A bottom plate (136, 326) that is inserted into the frame and slides to vary the volume of the space;
A low melting point alloy member having a melting point lower than the softening temperature of the thermoplastic plate, which is filled in the space without a gap;
A flat plate attached to the frame, having an inner surface facing the space and an outer surface supporting the stamper, and when the bottom plate slides so as to reduce the volume of the space, from the low melting point alloy member A flexible top plate (140) that receives a pressing force on its inner surface and deforms outward;
And a heating / cooling means (136, 330) for heating and cooling the stamper using a heat transfer fluid.
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